基于橡膠車輪和虛擬軌道技術(shù)的有軌電車的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術(shù)的有軌電車，一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術(shù)的有軌電車，包括車體（1）、控制系統(tǒng)（6）、車輪組件，其特征在于：所述的車輪組件為帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)和制動(dòng)器的橡膠車輪，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)和制動(dòng)器均與控制系統(tǒng)（6）相連；所述的車體（1）的底部還設(shè)置有檢測地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)（3）的傳感器（4），傳感器（4）的輸出端與控制系統(tǒng)（6）相連；或者所述的車體（1）上安裝有與控制系統(tǒng)（6）相連的衛(wèi)星定位器。該種有軌電車不需要鋪設(shè)鋼軌，運(yùn)行噪音小，對(duì)城市環(huán)境的影響小；運(yùn)行通過的街面平整、街道的完整性和美觀性得以保持，也便于其它交通工具的運(yùn)行和行人的通行。
【專利說明】基于橡膠車輪和虛擬軌道技術(shù)的有軌電車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種城市公共交通車輛，尤其涉及一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術(shù)的有軌電車。
【背景技術(shù)】
[0002]有軌電車是城市主要公共交通工具之一，現(xiàn)行的有軌電車均采用帶導(dǎo)向輪緣的金屬車輪，在街道路面鋪設(shè)的鋼軌上運(yùn)行。其存在的問題是:金屬車輪在鋼軌上運(yùn)行，會(huì)因輪軌間的摩擦產(chǎn)生較大的噪音而惡化城市環(huán)境。鋪設(shè)鋼軌需對(duì)街道進(jìn)行大量的土建施工，施工期間，不僅影響城市交通、帶來作業(yè)噪聲和粉塵污染。鋪設(shè)的鋼軌使街面不平整，既影響街道的完整性和美觀性，也對(duì)其它交通工具的運(yùn)行和行人的通行也造成不便。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術(shù)的有軌電車，該種有軌電車不需要鋪設(shè)鋼軌，運(yùn)行噪音小，對(duì)城市環(huán)境的影響小；運(yùn)行通過的街面平整、街道的完整性和美觀性得以保持，也便于其它交通工具的運(yùn)行和行人的通行。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為，一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術(shù)的有軌電車，包括車體、控制系統(tǒng)、車輪組件，其特征在于:
[0005]所述的車輪組件為帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)和制動(dòng)器的橡膠車輪，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)和制動(dòng)器均與控制系統(tǒng)相連；
[0006]所述的車體的底部還設(shè)置有檢測地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)的傳感器，傳感器的輸出端與控制系統(tǒng)相連；或者所述的車體上安裝有與控制系統(tǒng)相連的衛(wèi)星定位器。
[0007]本實(shí)用新型的有軌電車的工作過程和原理是:
[0008]控制系統(tǒng)控制各個(gè)車輪組件的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)橡膠車輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電車運(yùn)行；
[0009]在電車運(yùn)行的同時(shí)，傳感器實(shí)時(shí)檢測地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)，并將檢測到的傳感器距標(biāo)識(shí)的距離或角度信號(hào)傳給控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)對(duì)接收到的標(biāo)識(shí)相關(guān)信號(hào)或衛(wèi)星定位信號(hào)進(jìn)行分析、處理。如處理結(jié)果表明當(dāng)前電車運(yùn)行軌跡與地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)形成的虛擬軌道(軌跡)有偏差，控制系統(tǒng)則輸出糾偏控制信號(hào)控制相應(yīng)車輪組件的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其車輪的轉(zhuǎn)速變化，使電車回歸到地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)所設(shè)定的虛擬軌道上運(yùn)行(如電車運(yùn)行軌跡左偏則控制左側(cè)的車輪加速或右側(cè)的車輪減速，電車右轉(zhuǎn)回歸到設(shè)定的虛擬軌道上運(yùn)行)。
[0010]或者，在電車運(yùn)行的同時(shí)衛(wèi)星定位器將車體的衛(wèi)星定位信號(hào)傳給控制系統(tǒng)；由控制系統(tǒng)對(duì)接收到的衛(wèi)星定位信號(hào)進(jìn)行分析、處理。如處理結(jié)果表明當(dāng)前電車運(yùn)行軌跡與控制系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的運(yùn)行軌跡(虛擬軌道)有偏差，控制系統(tǒng)則輸出糾偏控制信號(hào)控制相應(yīng)車輪組件的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其車輪的轉(zhuǎn)速變化，使電車回歸到設(shè)定的虛擬軌道上運(yùn)行。
[0011]通過以上方法，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了電車在無實(shí)體鋼軌軌道的地面上的有軌導(dǎo)向運(yùn)行。[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]通過衛(wèi)星定位或傳感器對(duì)地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)的檢測，測出電車的實(shí)際運(yùn)行軌跡，并由控制系統(tǒng)控制各自獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的車輪組件的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)對(duì)電車運(yùn)行軌跡的反饋控制，巧妙的實(shí)現(xiàn)了電車在無實(shí)體鋼軌軌道地面上按既有虛擬軌道導(dǎo)向的有軌運(yùn)行。
[0014]它與地面接觸的車輪為橡膠車輪，運(yùn)行噪音小，對(duì)城市環(huán)境的影響小。
[0015]它不需要鋪設(shè)鋼軌，設(shè)置的地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)，體積小而薄，可以嵌入、貼合或涂覆在地面上，而衛(wèi)星定位方式，更是不需要對(duì)地面做任何改變；其運(yùn)行通過的街面平整，街道的完整性和美觀性得以保持，也便于其它交通工具的運(yùn)行和行人的通行。
[0016]上述的車輪組件的具體構(gòu)成是:充氣或?qū)嵭牡南鹉z輪胎固定在金屬輪轂上形成橡膠車輪；驅(qū)動(dòng)電機(jī)為盤式輪轂電機(jī)，盤式輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)子與金屬輪轂固定連接；盤式輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)子同時(shí)通過軸承安裝在轉(zhuǎn)臂的心軸上，盤式輪轂電機(jī)的定子則固定在轉(zhuǎn)臂上；轉(zhuǎn)臂的一端通過鉸軸鉸接在車體下部側(cè)面的懸掛框架上，轉(zhuǎn)臂的另一端通過懸掛裝置與懸掛框架的頂部相連；制動(dòng)器的制動(dòng)閘連接在轉(zhuǎn)臂上，制動(dòng)器的制動(dòng)盤則與盤式輪轂電機(jī)的定子固定連接；制動(dòng)閘的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和盤式輪轂電機(jī)均與控制系統(tǒng)連接。
[0017]這樣，每個(gè)車輪組件為獨(dú)立驅(qū)動(dòng)、獨(dú)立控制，既方便對(duì)電車的運(yùn)行進(jìn)行精確控制；同時(shí)省掉了連接車體兩側(cè)的車輪組件的輪軸，使得車體底部的位置可以大大降低，車體重心降低，運(yùn)行更平穩(wěn)、安全，也使車內(nèi)空間更大，乘座更舒適。
[0018]車輪組件的懸掛框架直接固定在車體的側(cè)部，懸掛框架通過懸掛裝置與車輪組件的縱向的轉(zhuǎn)臂相連，實(shí)現(xiàn)懸掛、隔振。車體側(cè)面以外的底部不再有任何懸掛、隔振機(jī)構(gòu)，也使車體底部的位置可以降低，車體重心降低，車內(nèi)空間更大，運(yùn)行更平穩(wěn)、安全，乘座更舒適。
[0019]上述的懸掛裝置為空氣彈簧、鋼彈簧、高溫超導(dǎo)懸浮裝置、電磁懸浮裝置或永磁懸浮裝置。
[0020]這些懸掛裝置均能很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)車體的支撐、懸掛與隔振作用。
[0021]上述的地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)為地面上連續(xù)或者間隙設(shè)置的光、電或磁信號(hào)發(fā)生器；車體上設(shè)置的傳感器則為兩個(gè)以上的可檢測對(duì)應(yīng)光、電或磁信號(hào)的傳感器，且至少有兩個(gè)傳感器的橫向位置不同。
[0022]光、電或磁信號(hào)發(fā)生器，體積小而薄，便于嵌入、貼合在地面上，且其技術(shù)成熟、發(fā)出的信號(hào)穩(wěn)定，易于被車體上設(shè)置的對(duì)應(yīng)傳感器接收檢測；由至少兩個(gè)橫向位置不同的傳感器檢測地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)信號(hào)，則使控制系統(tǒng)能迅速、準(zhǔn)確的分析得到當(dāng)前車輛運(yùn)行軌跡與地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)形成的虛擬軌道的偏離幅度和方向，能很好地實(shí)現(xiàn)虛擬軌道對(duì)電車的軌道導(dǎo)向作用。
[0023]上述的地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)為地面上連續(xù)或間隙涂覆的設(shè)定顏色的軌道線，車體上設(shè)置的傳感器則為攝像頭。
[0024]在地面涂覆設(shè)定顏色形成軌道線，其施工方便，成本低廉；而車體上的攝像頭也能可靠地拍攝到該軌道線，并能通過控制系統(tǒng)的圖像分析、處理軟件計(jì)算、判斷出車體是否偏離該軌道線及其偏離的方向、幅度。
[0025]上述的車體上設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制手柄，轉(zhuǎn)向控制手柄的轉(zhuǎn)角傳感器與控制系統(tǒng)相連。[0026]這樣，駕駛員在必要時(shí)可操作轉(zhuǎn)向控制手柄進(jìn)行人工干預(yù)，控制系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)角傳感器測出的轉(zhuǎn)角解析出照駕駛員的指令，從而進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)向、避讓、變道等操作。
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2是圖1的A-A剖視圖。
[0030]圖3是圖1的B-B剖視放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]實(shí)施例一
[0032]圖1-3示出，本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】為:一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術(shù)的有軌電車，包括車體1、控制系統(tǒng)6、車輪組件。
[0033]所述的車輪組件為帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)和制動(dòng)器的橡膠車輪，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)和制動(dòng)器均與控制系統(tǒng)6相連；
[0034]所述的車體I的底部還設(shè)置有檢測地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)3的傳感器4，傳感器4的輸出端與控制系統(tǒng)6相連。
[0035]圖1、圖3示出，本例的車輪組件的具體構(gòu)成是:充氣或?qū)嵭牡南鹉z輪胎8a固定在金屬輪轂8b上形成橡膠車輪；驅(qū)動(dòng)電機(jī)為盤式輪轂電機(jī)，盤式輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)子9b與金屬輪轂8b固定連接；盤式輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)子9b同時(shí)通過軸承14a安裝在轉(zhuǎn)臂13的心軸14上，盤式輪轂電機(jī)的定子9a則固定在轉(zhuǎn)臂13上；轉(zhuǎn)臂13的一端通過鉸軸15鉸接在車體I下部側(cè)面的懸掛框架12上，轉(zhuǎn)臂13的另一端通過懸掛裝置與懸掛框架12的頂部相連；制動(dòng)器的制動(dòng)閘Ila連接在轉(zhuǎn)臂13上，制動(dòng)器的制動(dòng)盤Ilb則與盤式輪轂電機(jī)的定子9a固定連接；制動(dòng)閘Ila的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和盤式輪轂電機(jī)均與控制系統(tǒng)6連接。
[0036]本例的懸掛裝置為空氣彈簧10。具體實(shí)施時(shí)懸掛裝置也可為鋼彈簧、高溫超導(dǎo)懸浮裝置、電磁懸浮裝置或永磁懸浮裝置。
[0037]圖2示出，本例的地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)3為地面上連續(xù)或者間隙設(shè)置的光、電或磁信號(hào)發(fā)生器；車體I上設(shè)置的傳感器4則為兩個(gè)以上的可檢測對(duì)應(yīng)光、電或磁信號(hào)的傳感器4，且至少有兩個(gè)傳感器4的橫向位置不同。
[0038]本例的車體I上設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制手柄10，轉(zhuǎn)向控制手柄10的轉(zhuǎn)角傳感器與控制系統(tǒng)6相連。
[0039]實(shí)施例二
[0040]本例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一基本相同，不同的僅僅是:車體I的底部沒有置檢測地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)3的傳感器4，而改為:車體I上安裝有與控制系統(tǒng)6相連的衛(wèi)星定位器。
[0041]實(shí)施例三
[0042]本例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一基本相同，不同的僅僅是:本例的地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)3為地面上連續(xù)或間隙涂覆的設(shè)定顏色的軌道線，車體I上設(shè)置的傳感器4則為攝像頭。
【權(quán)利要求】
1.一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術(shù)的有軌電車，包括車體(I)、控制系統(tǒng)(6)、車輪組件，其特征在于: 所述的車輪組件為帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)和制動(dòng)器的橡膠車輪，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)和制動(dòng)器均與控制系統(tǒng)(6)相連； 所述的車體(I)的底部還設(shè)置有檢測地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)(3)的傳感器(4)，傳感器(4)的輸出端與控制系統(tǒng)(6)相連；或者所述的車體(I)上安裝有與控制系統(tǒng)(6)相連的衛(wèi)星定位器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術(shù)的有軌電車，其特征在于，所述的車輪組件的具體構(gòu)成是:充氣或?qū)嵭牡南鹉z輪胎(8a)固定在金屬輪轂(8b)上形成橡膠車輪；驅(qū)動(dòng)電機(jī)為盤式輪轂電機(jī)，盤式輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)子(9b)與金屬輪轂(Sb)固定連接；盤式輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)子(9b)同時(shí)通過軸承(14a)安裝在轉(zhuǎn)臂(13)的心軸(14)上，盤式輪轂電機(jī)的定子(9a)則固定在轉(zhuǎn)臂(13)上；轉(zhuǎn)臂(13)的一端通過鉸軸(15)鉸接在車體(I)下部側(cè)面的懸掛框架(12)上，轉(zhuǎn)臂(13)的另一端通過懸掛裝置與懸掛框架(12)的頂部相連；制動(dòng)器的制動(dòng)閘(Ila)連接在轉(zhuǎn)臂(13)上，制動(dòng)器的制動(dòng)盤(Ilb)則與盤式輪轂電機(jī)的定子(9a)固定連接；制動(dòng)閘(Ila)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和盤式輪轂電機(jī)均與控制系統(tǒng)(6)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術(shù)的有軌電車，其特征在于，所述的懸掛裝置為空氣彈簧(10)、鋼彈簧、高溫超導(dǎo)懸浮裝置、電磁懸浮裝置或永磁懸浮裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術(shù)的有軌電車，其特征在于，所述的地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)(3)為地面上連續(xù)或者間隙設(shè)置的光、電或磁信號(hào)發(fā)生器；車體(I)上設(shè)置的傳感器(4)則為兩個(gè)以上的可檢測對(duì)應(yīng)光、電或磁信號(hào)的傳感器(4)，且至少有兩個(gè)傳感器(4)的橫向位置不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術(shù)的有軌電車，其特征在于，所述的地面虛擬軌道標(biāo)識(shí)(3)為地面上連續(xù)或間隙涂覆的設(shè)定顏色的軌道線，車體(I)上設(shè)置的傳感器(4)則為攝像頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于橡膠車輪和虛擬軌道技術(shù)的有軌電車，其特征在于，所述的車體(I)上設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制手柄(10)，轉(zhuǎn)向控制手柄(10)的轉(zhuǎn)角傳感器與控制系統(tǒng)(6)相連。
【文檔編號(hào)】B60L15/00GK203753136SQ201420117773
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月15日
【發(fā)明者】張衛(wèi)華 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)